[发明专利]压力传感器敏感元件的制造工艺

权利要求书

1.一种压力传感器敏感元件的制造工艺，其特征在于：所述压力传感器敏感元件包括由圆形基底层（1）和位于圆形基底层（1）周向的环形侧板（2）组成的杯形衬底（3）、位于圆形基底层（1）上表面的二氧化硅隔离层（4），此二氧化硅隔离层（4）与圆形基底层（1）相背的表面设有至少四条掺硼P型微晶硅条（5），一金属电极层（6）位于所述掺硼P型微晶硅条（5）与二氧化硅隔离层（4）相背的表面，此掺硼P型微晶硅条（5）之间填充有二氧化硅绝缘层（7）；所述至少四条掺硼P型微晶硅条（5）包括至少2条位于圆形基底层（1）内圈处的第一掺硼P型微晶硅条（51）和至少2条位于圆形基底层（1）外圈处的第二掺硼P型微晶硅条（52）；

所述第一、第二掺硼P型微晶硅条（51、52）为由若干根沿径向排列的微晶硅电阻丝（8）首尾连接组成，所述金属电极层（6）包括输入电极区（61）、输出电极区（62）和中间电极区（63），所述输入电极区（61）一端连接到第一掺硼P型微晶硅条（51）一端，所述输出电极区（62）一端连接到第二掺硼P型微晶硅条（52）一端，中间电极区（63）两端分别连接到相邻所述第一、第二掺硼P型微晶硅条（51、52）各自的另一端；

所述圆形基底层（1）和环形侧板（2）均为17-4不锈钢； 

包括以下步骤：

步骤一、将高弹性17-4不锈钢，用铣削工艺制成由圆形基底层（1）和位于圆形基底层（1）周向的环形侧板（2）组成的杯形衬底（3），在低气压为1~3Pa环境中退火，退火温度为350℃，退火时间为3小时；

步骤二、将所述杯形衬底（3）放入离子束溅射真空腔内抽气至Pa，然后在高弹性杯形衬底（3）附近通入高纯氧气与氩气的混合气体，混合气体氧气氩气体积比为1：13，总气压大小为Pa，在250℃温度下，用加速能量为2000 eV的氩离子束轰击99.95%的二氧化硅靶材，沉积厚度1～5μm作为绝缘隔离层的二氧化硅隔离层（4）；

步骤三、以电阻率为Ω﹒m掺硼硅为靶材，在高纯氩气的气氛中，用离子束溅射方法，生长温度为300 ℃，通过覆盖第一掩模板在二氧化硅隔离层上制备出厚度为1～5μm掺硼P型微晶硅条（5）；

步骤四、用离子束溅射方法，通过覆盖第二掩模板在掺硼P型微晶硅条（5）上的引线位置制备出厚度为的金属电极层（6），以备在作为导电膜的金属电极层（6）上焊接金属内引线；

步骤五、采用第三掩模板覆盖金属电极层（6），用离子束溅射沉积厚度约的作为绝缘保护的二氧化硅绝缘层（7）；

步骤六、在金属电极层（6）上通过金丝球焊技术制作若干根金丝引线。

2.根据权利要求1所述的压力传感器敏感元件的制造工艺，其特征在于：位于所述圆形基底层（1）的内圈处的第一掺硼P型微晶硅条（51）数目等于位于圆形基底层的外圈处的第二掺硼P型微晶硅条（52）数目。

3.根据权利要求1所述的压力传感器敏感元件的制造工艺，其特征在于：所述第一、第二掺硼P型微晶硅条（51、52）等间隔排列。

4.根据权利要求1所述的压力传感器敏感元件的制造工艺，其特征在于：所述步骤一中杯形衬底（3）与二氧化硅隔离层（4）接触的表面通过金属专用抛光液进行粗磨、精磨和精抛三道工序进行物理抛光，从而使得抛光粗糙度小于Ra0.1μm。

5.根据权利要求1所述的压力传感器敏感元件的制造工艺，其特征在于：所述步骤一和步骤二之间，将杯形衬底（3）用200 ℃高温烘箱烘焙20分钟，温度降至常温后放入无水酒精中用超声波清洗5分钟，清洗后的金属钢杯1用氮气吹干。

6.根据权利要求1所述的压力传感器敏感元件的制造工艺，其特征在于：所述步骤三中离子束溅射真空腔内离子束溅射时，其氩离子轰击能量为1000 eV，工作气压大小为Pa。